Как появляются знания в информатике
Урок 1
Предмет информатики
Техника безопасности и правила поведения в компьютерном классе
§1. Информация и знания
Введение
Любой учебный предмет посвящен изучению какой-то стороны окружающей нас действительности. Давайте попробуем разобраться, дорогие ученики, что же предстоит вам изучать в курсе «Информатика».
Мир, окружающий нас, чрезвычайно разнообразен.
Во-первых, это множество материальных объектов: стул, на котором сидим; одежда, которую носим; пища, предметы и орудия труда, транспортные средства, растения, животные, люди и т. д. Для обозначения всего разнообразия материальных объектов в науке используется термин вещество.
Во-вторых, это энергия. Для большинства современных людей понятие энергии связано, прежде всего, с электричеством. Но кроме электрической в природе существуют и другие виды энергии. Например, тепловая энергия, механическая энергия движущегося тела, наконец, атомная энергия. Энергия нужна для того, чтобы ее потребитель мог совершать какую-то работу. Например, электроэнергия позволяет работать радиоприемнику или мотору трамвая; тепловая энергия пара вращает турбину на электростанции; человек, принимая пищу, запасается энергией, без которой не мог бы выполнять ни физическую, ни умственную работу.
Третьей реальностью окружающей нас действительности является информация. Любой человек интуитивно понимает смысл этого слова. Информация — это сведения, знания, которые мы получаем из книг, газет, радио, телевидения, от людей, с которыми общаемся. Изучение любого предмета в школе связано с получением информации. В жизни современного человека информация играет не меньшую роль, чем вещество и энергия.
Издавна существующие естественные науки — физика, химия, биология и другие — изучают материальный мир, его вещественные объекты и энергетические процессы. В середине XX века появляется новая наука — информатика.
Информатика — это наука о закономерностях протекания информационных процессов в системах различной природы, о методах, средствах и технологиях автоматизации информационных процессов.
Подобно тому, как математика состоит из множества различных математических дисциплин (алгебры, геометрии, теории чисел, теории функций и др.), информатика включает в себя множество различных дисциплин, объединенных общим предметом изучения — информацией. К их числу относятся: теория информации, кибернетика, программирование, теория алгоритмов, искусственный интеллект и др.
Развитию информатики послужило одно из самых значительных достижений XX века — создание электронно-вычислительных машин — ЭВМ. В современной терминологии их чаще называют компьютерами. В информатике компьютер выступает одновременно и как инструмент для работы с информацией, и как объект для изучения и совершенствования.
Первые ЭВМ были доступны лишь специалистам, применялись для решения только научных, производственных и военных задач. С появлением персональных компьютеров эта техника стала общедоступной. Возникли условия для массового распространения компьютерной грамотности.
Первоначально под компьютерной грамотностью понималось умение программировать на ЭВМ. Для того чтобы пользоваться компьютером, необходимо было знать программирование — способы записи программ для управления ЭВМ.
Сегодня абсолютное большинство людей, использующих компьютеры, не программируют. Их называют пользователями. Пользователи работают на компьютерах по готовым программам, великое множество которых разработано профессиональными программистами. В отличие от старых способов работы с информацией, использующих бумагу, ручки, калькуляторы, чертежные инструменты, пишущие машинки, справочники, словари, компьютерные способы и средства принято называть новыми информационными технологиями.
В конце XX — начале XXI века бурное развитие получили компьютерные телекоммуникации — глобальные компьютерные сети. Все вы, конечно, знаете про Интернет. Это мировая телекоммуникационная система. В последнее время для обозначения компьютерных методов хранения, обработки и передачи информации стали использовать термин информационно-коммуникационные технологии — ИКТ.
Наш учебный предмет называется «Информатика». Изучив его, вы познакомитесь с рядом научных вопросов информатики, а также освоите наиболее распространенные средства ИКТ.
Итак, дорогие ученики! Вы начинаете плавание по новому для вас океану знаний, который называется ИНФОРМАТИКА. В этом океане вы откроете для себя новые «материки» и «острова», познакомитесь с их «обитателями», научитесь понимать их язык — язык информатики, получите практические навыки работы со средствами ИКТ.
Во всяком путешествии нужен хороший проводник. А если это плавание по океану, то нужен опытный капитан-мореплаватель, который поведет наш корабль знаний по его волнам, не сбиваясь с курса. И такой капитан у нас есть! Познакомьтесь: его зовут Собака-Точка-Ру.
Символически это имя записывается так: @.RU. Впрочем, он любит, чтобы его называли кратко: Точка-Ру. Так мы его и будем называть.
Перед началом путешествия Точка-Ру получил карту океана Информатики. На этой карте обозначены материки и острова. Но все они закрашены белым цветом. Пока это неизвестные, неисследованные земли. И нам вместе с капитаном предстоит подробно их изучить, заполнить «белые пятна».
Техника безопасности и санитарные нормы работы за ПК
Работая за компьютером, необходимо соблюдать определенные правила техники безопасности и санитарные нормы.
Во-первых, надо помнить, что к компьютеру подведено опасное для жизни напряжение. Поэтому не следует прикасаться к открытым разъемам, дергать провода, работать с открытым корпусом системного блока. Не следует допускать попадания влаги на устройства компьютера.
Чтобы не уставать, сидя за компьютером, необходимо сидеть ровно, опираясь спиной на спинку стула. Ноги должны не висеть, а стоять на полу или на удобной подставке.
Очень важно беречь зрение! Расстояние от глаз до экрана должно быть не менее длины вытянутой руки. Верхний край экрана должен располагаться примерно на уровне глаз. Направление зрения должно быть перпендикулярным плоскости экрана, поэтому обычно экран поворачивают немного вверх.
Обязательно делайте паузы для отдыха после 30-40 минут непрерывной работы. В это время следует проветривать помещение.
Информация и знания
Основные темы параграфа:
— сообщения — знания — информация;
— классификация знаний;
— информативность сообщений.
Изучаемые вопросы:
— Понятия вещества, энергии, информации.
— Информатика как наука.
— Компьютер – универсальное техническое средство для работы с информацией.
— Информационно-компьютерные технологии – важная составляющая жизни современного общества.
Сообщения — знания — информация
К слову «информация» люди привыкли очень давно. Если спросить вас, что такое информация, то, наверное, прежде всего, вы вспомните газеты, радио, телевидение, т. е. всё то, что называют средствами массовой информации. Именно здесь чаще всего употребляются такие выражения, как «информационное сообщение» или «оперативная информация». Цель таких сообщений — довести до читателей или слушателей сведения о каких-то событиях. До получения сообщения мы не знали о данном событии, а в результате стали знать.
Всё, что мы с вами знаем, мы когда-то узнали от родителей, учителей, из книг, из личного практического опыта и сохранили в своей памяти. Это информация. В свою очередь, всё, что написано в книгах, журналах, газетах, отражает знания авторов этих текстов, а потому это тоже информация.
Информация для человека — это содержание получаемых им сообщений. Информация пополняет знания человека.
Учеба в школе — это целенаправленный процесс получения знаний, а значит, получения информации. Чем больше вы учитесь, тем больше информации содержит ваша память.
А теперь давайте подумаем, что же представляют собой наши знания. Попробуйте сформулировать какие-нибудь свои конкретные знания. Например, может получиться вот такой перечень:
• Я знаю, что Земля вращается вокруг Солнца.
• Я знаю, что Байкал — самое глубокое в мире пресное озеро.
• Я знаю, как собрать радиоприемник.
• Я знаю, что Пушкин родился в 1799 году.
• Я знаю, как перемножить две простые дроби.
• Я знаю, как выращивать помидоры.
• Я знаю, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов (теорема Пифагора).
Классификация знаний
Всю эту «кучу» знаний можно разделить на две группы. Знания первой группы начинаются со слов «Я знаю, что. ». Такие знания принято называть декларативными (от слова «декларация», что значит «утверждение», «сообщение»). К этой группе относятся знания об определенных явлениях (Земля вращается вокруг Солнца), событиях (Пушкин родился в 1799 году), свойствах объектов (Байкал — самое глубокое в мире пресное озеро), зависимостях (теорема Пифагора).
Знания второй группы, начинающиеся со слов «Я знаю, как. », называются процедурными. Они определяют действия для достижения какой-либо цели (как собрать радиоприемник, перемножить дроби, вырастить помидоры).
Классификация знаний — очень важный вопрос для науки. Данное выше разделение знаний на декларативные и процедурные является одним из возможных, но не единственным.
Информативность сообщений
Уже говорилось о том, что информацию мы получаем в форме некоторых сообщений: устной речи, текста, прочитанного в книге или в газете, кадров хроники, показанных в телевизионных новостях, и т.п. Сообщение, которое пополняет наши знания, назовем информативным. Но всякое ли сообщение несет для нас информацию? Например, слушая речь человека, говорящего на китайском языке, вы не пополните своих знаний (если, конечно, не знаете китайский язык). Такие сообщения, которые не пополняют знаний принимающего их человека, назовем неинформативными сообщениями.
Однако и на родном языке тоже можно встретить множество неинформативных сообщений. Вот, например, вы раскрыли учебник по высшей математике и прочитали там такое определение: «Значение определенного интеграла равно разности значений первообразной подынтегральной функции на верхнем и на нижнем пределах».
Пополнил этот текст ваши знания? Скорее всего, нет! Он вам непонятен, а поэтому неинформативен. Быть понятным — значит быть связанным с уже имеющимися знаниями человека. Для того чтобы понять китайский текст, надо знать китайский язык; для того чтобы понять, что такое определенный интеграл, нужно закончить изучение элементарной математики и знать начала высшей математики.
Отсюда можно сделать вывод: для того, чтобы сообщение было информативно, оно должно быть понятно принимающему его человеку. Однако этого для информативности недостаточно. Вот пример понятных для вас сообщений:
• Москва — столица России.
• Дважды два — четыре.
Пополняют эти сообщения ваши знания? Конечно, нет! Данные факты вам давно известны. Следовательно, если сообщение содержит уже известные человеку сведения, то для такого человека оно будет неинформативным. Сообщение «2 * 2 = 4» информативно для первоклассника и неинформативно для семиклассника. Чтобы быть информативным, сообщение должно содержать новые сведения для принимающего его человека. Теперь можно сделать окончательный вывод:
Сообщение, принимаемое человеком, содержит для него информацию, если заключенные в сообщении сведения являются для этого человека новыми и понятными.
Получение любых знаний должно идти от известного к неизвестному, от простого к сложному. И тогда каждое новое сообщение будет понятным, а значит, будет нести информацию для человека. На этом должно быть основано всякое обучение.
Разнообразие научных взглядов на информацию
Рассмотренный нами подход к понятию информации, связывающий это понятие со знаниями человека, не является единственным в науке. В философии информация рассматривается как одно из свойств любых материальных объектов мира (наряду с массой, энергией и пр.). Информация возникла вместе с возникновением Вселенной. Другое философское направление утверждает, что информация — свойство живой природы. Она появилась с возникновением жизни и связана с функционированием живых самоорганизующихся систем.
Коротко о главном
Человек приобретает знания, получая сообщения из различных источников.
Знания человека можно разделить на две группы: декларативные («Я знаю, что. ») и процедурные («Я знаю, как. »).
Сообщение несет информацию для человека (информативно), если содержащиеся в нем сведения являются для человека новыми и понятными.
Вопросы и задания
1. Что такое информация для каждого из нас?
2. Попробуйте перечислить источники, из которых за сегодняшний день вы получали информацию.
3. Попробуйте привести примеры декларативных и процедурных знаний, которыми вы обладаете.
4. В каком случае сообщение содержит информацию для конкретного человека, а в каком — нет? Приведите примеры обоих случаев и обоснуйте свой ответ.
Электронное приложение к уроку
| Вернуться к материалам урока | ||
 |  |  |
| Презентации, плакаты, текстовые файлы |  | Ресурсы ЕК ЦОР |
| Видео к уроку |
Cкачать материалы урока
Знание (в информатике)
Зна́ние — форма существования и систематизации результатов познавательной деятельности человека. Выделяют различные виды знания: научное, обыденное (здравый смысл), интуитивное, религиозное и др. Обыденное знание служит основой ориентации человека в окружающем мире, основой его повседневного поведения и предвидения, но обычно содержит ошибки, противоречия. Научному знанию присущи логическая обоснованность, доказательность, воспроизводимость результатов, проверяемость, стремление к устранению ошибок и преодолению противоречий.
Зна́ние — субъективный образ объективной реальности, то есть адекватное отражение внешнего и внутреннего мира в сознании человека в форме представлений, понятий, суждений, теорий.
Зна́ние в узком смысле — признак определённого объёма информации, определяющий её статус и отделяющий от всей прочей информации по критерию способности к решению поставленной задачи.
Зна́ние (предмета) — уверенное понимание предмета, умение самостоятельно обращаться с ним, разбираться в нём, а также использовать для достижения намеченных целей.
Зна́ние — в теории искусственного интеллекта, базах знаний и экспертных системах — совокупность данных, фактов, сведений и правил вывода (у индивидуума, общества или у системы ИИ) о мире, включающих в себя информацию о свойствах объектов, закономерностях процессов и явлений, а также правилах использования этой информации для принятия решений. Правила использования включают систему причинно-следственных связей. Главное отличие знаний от данных состоит в их активности, то есть появление в базе новых фактов или установление новых связей может стать источником изменений в принятии решений.
3на́ния фиксируются в знаках естественных и искусственных языков. Знание противоположно незнанию (отсутствию проверенной информации о чём-либо).
Содержание
Классификация знаний
По природе
Декларативные знания содержат в себе лишь представление о структуре неких понятий. Эти знания приближены к данным, фактам. Например: высшее учебное заведение есть совокупность факультетов, а каждый факультет в свою очередь есть совокупность кафедр.
Процедурные же знания имеют активную природу. Они определяют представления о средствах и путях получения новых знаний, проверки знаний. Это алгоритмы разного рода. Например: метод мозгового штурма для поиска новых идей.
По степени научности
Знания могут быть научными и вненаучными.
Научные знания могут быть
Научные знания в любом случае должны быть обоснованными на эмпирической или теоретической доказательной основе.
Теоретические знания — абстракции, аналогии, схемы, отображающие структуру и природу процессов, протекающих в предметной области. Эти знания обьясняют явления и могут использоваться для прогнозирования поведения объектов.
Вненаучные знания могут быть:
По местонахождению
Выделяют : личностные (неявные, скрытые) знания и формализованные (явные) знания;
Формализованные (явные) знания:
Отличительные характеристики знания
Отличительные характеристики знания все ещё являются предметом неопределённости в философии. Согласно большинству мыслителей, для того чтобы нечто считалось знанием, это нечто должно удовлетворять трем критериям:
Однако, как иллюстрируют примеры проблемы Гетье, этого недостаточно. Предложен ряд альтернатив, включая доводы Роберта Нозика в пользу требования «прослеживания истины» и дополнительное требование Саймона Блэкберна, что мы не будем утверждать, что каждый, кто удовлетворяет любому из этих критериев «через неисправность, изъян, ошибку» обладает знанием. Ричард Киркхэм делает предположение, что наши определение знания должно требовать, чтобы свидетельства верящего были таковы, чтобы они логически влекли за собой истину убеждения.
Управление знаниями (Knowledge Management)
Управление знаниями пытается понять способ, которым знание используется и распространяется в организациях и рассматривает знание как соотносящееся с самим собой и возможное к повторному использованию. Повторное использование означает, что определение знания находится в состоянии постоянного изменения. Управление знаниями трактует знание как форму информации, которая наполнена контекстом, основанном на опыте. Информация — это данные, которые существенны для наблюдателя из-за их значимости для наблюдателя. Данные могут быть предметом наблюдения, но не обязательно должны быть им. В этом смысле знание состоит из информации, подкрепленной намерением или направлением. Этот подход находится в согласии с данные, информацию, знание, мудрость в виде пирамиды по увеличивающейся степени полезности.
Непосредственное знание
Непосредственное (интуитивное) знание является продуктом интуиции — способности постижения истины путём прямого её усмотрения без обоснования с помощью доказательства.
Процесс научного познания, а также различные формы художественного освоения мира не всегда осуществляются в развёрнутом, логически и фактически доказательном виде. Нередко субъект схватывает мыслью сложную ситуацию, например во время военного сражения, определения диагноза, виновности или невиновности обвиняемого и т. п. Роль интуиции особенно велика там, где необходим выход за пределы существующих приёмов познания для проникновения в неведомое. Но интуиция не есть нечто неразумное или сверхразумное. В процессе интуитивного познания не осознаются все те признаки, по которым осуществляется вывод, и те приёмы, с помощью которых он делается. Интуиция не составляет особого пути познания, идущего в обход ощущений, представлений и мышления. Она представляет собой своеобразный тип мышления, когда отдельные звенья процесса мышления проносятся в сознании более или менее бессознательно, а предельно ясно осознаётся именно итог мысли — истина. [1] [2]
Интуиции бывает достаточно для усмотрения истины, но её недостаточно, чтобы убедить в этой истине других и самого себя. Для этого необходимо доказательство.
Сложные системы искусственного интеллекта, основанные на нейросетевой технологии, а также экспертные системы, основанные на логической модели баз знаний демонстрируют поведение, которое имитирует человеческое мышление и интуицию. Обучение таких систем — эвристический процесс, состоящий в нахождении решения задачи на основе ориентиров поиска, недостаточных для получения логического вывода. Для интуиции характерна быстрота (иногда моментальность) формулирования гипотез и принятия решений, а также недостаточная осознанность его логических оснований. [3]
Логический вывод информации, конкретных и обобщенных сведений и данных производится в базах знаний и экспертных системах, использующих языки средства логического программирования на базе языка Пролог. Эти системы явно демонстрируют логический вывод новой информации, осмысленных сведений, данных, используя правила логического вывода и факты, закладываемые в базы знаний.
Обусловленное знание
Житейские знания
Житейские знания, как правило, сводятся к констатации фактов и их описанию, тогда как научные знания поднимаются до уровня объяснения фактов, осмысления их в системе понятий данной науки, включаются в состав теории.
Научные (теоретические) знания
Научному знанию присущи логическая обоснованность, доказательность, воспроизводимость познавательных результатов.
Эмпирические (опытные) знания
Эмпирические знания получают в результате применения эмпирических методов познания — наблюдения, измерения, эксперимента. Это знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами в предметной области. Оно, как правило, констатирует качественные и количественные характеристики объектов и явлений. Эмпирические законы часто носят вероятностный характер и не являются строгими.
Теоретические знания
Теоретические представления возникают на основе обобщения эмпирических данных. В то же время они влияют на обогащение и изменение эмпирических знаний.
Теоретический уровень научного знания предполагает установление законов, дающих возможность идеализированного восприятия, описания и объяснения эмпирических ситуаций, то есть познания сущности явлений. Теоретические законы имеют более строгий, формальный характер, по сравнению с эмпирическими.
Термины описания теоретического знания относятся к идеализированным, абстрактным объектам. Подобные объекты невозможно подвергнуть непосредственной экспериментальной проверке.
Личностные (неявные) знания
— это то, что мы не знаем (ноу-хау, секреты мастерства, опыт, озарение, интуиция)
Формализованные (явные) знания
Формализованные знания объективизируются знаковыми средствами языка. охватывают те знания, о которых мы знаем, мы можем их записать, сообщить другим (пример: кулинарный рецепт)
Социология знания
Производство знаний
Для экспертных оценок процесса появления новых знаний используют объём знания, накопленного в библиотеках. Экспериментальным путём изучают способность человека извлекать информацию в процессе самообучения на нормированных по информации средах. Экспертная оценка показала скорость производства знаний в 103 бит/ (чел-год), а экспериментальные данные — 128 бит/ (чел-час). Пока не представляется возможным в полном объёме измерить темпы производства знания, поскольку нет адекватных универсальных моделей.
Производство знаний из эмпирических данных — одна из основных проблем интеллектуального анализа данных. Существуют различные подходы к решению этой проблемы, в том числе — на основе нейросетевой технологии [4]
Цитаты
«Знание бывает двух видов. Мы либо знаем предмет сами, либо знаем, где можно найти о нём сведения.» С. Джонсон
См. также
Ссылки
Примечания
Инженерия знаний
Полезное
Смотреть что такое «Знание (в информатике)» в других словарях:
Научное знание — Наука особый вид человеческой познавательной деятельности, направленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний об окружающем мире. Основой этой деятельности является сбор фактов, их систематизация, критический… … Википедия
Представление информации — Представление знаний вопрос, возникающий в когнитологии (науке о мышлении), в информатике и в искусственном интеллекте. В когнитологии он связан с тем, как люди хранят и обрабатывают информацию. В информатике основная цель подбор представления … Википедия
Информация — (Information) Информация это сведения о чем либо Понятие и виды информации, передача и обработка, поиск и хранение информации Содержание >>>>>>>>>>>> … Энциклопедия инвестора
Ответ — Ответ реплика, вызванная заданным вопросом или реакция на какое либо событие. Вопросом может быть часть диалога или задания (например, экзаменационного). Ответ может быть кратким или полным. Как правило, ожидается, что ответ будет адекватен … Википедия
Информация — Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Добавить иллюстрации. Добавить информацию для других стран и реги … Википедия
Интеллект — (от лат. intellectus понимание, познание) это разум[источник не указан 55 дней], рассудок, умственные способности: учиться из опыта, приспосабливаться, адаптироваться к новым ситуациям, применять знание, чтобы управлять… … Википедия
Представление знаний — Представление знаний вопрос, возникающий в когнитологии (науке о мышлении), в информатике и в исследованиях искусственного интеллекта. В когнитологии он связан с тем, как люди хранят и обрабатывают информацию. В информатике с подбором … Википедия
ОСАНКА — привычное положение тела человека в покое и при движении. При правильной О. тело постоянно и без напряжения сохраняет выпрямленное положение, плечи слегка отведены назад, живот подобран. Такая О. делает фигуру красивой, способствует правильному… … Российская педагогическая энциклопедия
ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ — (ОИВТ), уч предмет, введенный в ср у ч заведения Рос Федерации с 1985/86 у ч г. Предусматривает изучение законов и методов сбора, передачи и обработки информации с помощью электронной вычислит техники Цель обучения ОИВТ формирование «компьютерной … Российская педагогическая энциклопедия
СИСТЕМА — (от греч. целое, составленное из частей; соединение), совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которая образует определ. целостность, единство. Претерпев длит. историч. эволюцию, понятие С. с сер. 20 в.… … Философская энциклопедия